JP2005031103A - Projection type display device and driving method for projection type display device - Google Patents
Projection type display device and driving method for projection type display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005031103A JP2005031103A JP2003181154A JP2003181154A JP2005031103A JP 2005031103 A JP2005031103 A JP 2005031103A JP 2003181154 A JP2003181154 A JP 2003181154A JP 2003181154 A JP2003181154 A JP 2003181154A JP 2005031103 A JP2005031103 A JP 2005031103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light shielding
- display device
- shielding plate
- projection display
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は投射型表示装置および投射型表示装置の駆動方法に関する。特に、投射映像の明るさを可変する手段を備えた投射型表示装置および投射型表示装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示装置の一形態として、液晶ライトバルブを用いた光学系から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型表示装置（液晶プロジェクタ）が開発されている。この装置は、画面の大型化には有利であるが、表示コントラストがライトバルブでのコントラストに依存し、現時点では十分なコントラストが得られないという問題があった。この問題を解決するために、ライトバルブへの入射光量を調節出来るようにして投射映像全体の明るさを可変にするための各種の提案がなされてきた。
【０００３】
例えば、上述した問題を解決する投射型表示装置として、透過型の液晶パネルと、液晶パネルに光を照射する光源と、液晶パネルを透過した光をスクリーンに投射する光学系と、液晶パネルに映像信号に応じた駆動電圧を供給する手段とを備え、映像信号に応じて光源の輝度を変化させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−６６５０１号公報 （第２−４頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１において開示されている投射型表示装置においては、光源の明るさを制御することによって、映像の明るさを変化させるように構成されているが、光源の明るさに依らず、ライトバルブによって表示可能なコントラストは一定であった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、暗いシーンなどを表示する際に、画面全体を暗くすると同時に、表示コントラストが高くなる投射型表示装置および投射型表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、光源と、該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段により変調された光を投射する投射手段を備えた投射型表示装置であって、前記光変調手段が液晶ライトバルブからなり、前記光源から入射される光束の輝度分布を均一化する均一照明手段と、前記光変調手段と光源の間に配置され、前記光変調手段に入射する光のうち、前記光変調手段の垂直方向から外れた角度から入射する光束から順に遮光することにより前記光源からの光量を調節する調光手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明の投射型表示装置は、光源から出射された光束の輝度分布を均一照明手段により均一にするとともに、外部からの情報に基づいて液晶ライトバルブに対し垂直方向から外れる角度から入射する光から順に遮光する。液晶ライトバルブは、垂直に近い角度で入射する光ほど高いコントラストを示すので、遮光する量が増えるほど、より高いコントラストを示すことができる。つまり、暗い画面でも階調再現性がよくなり、微妙な階調変化を表現できるようになる。
【０００９】
このとき前記調光手段は、前記光源から出射される光束の外側から順に光束を遮るように構成することができる。
これにより光源から出射された光束のうち、外側の光から順に遮られるようになる。ここで外側の光束は重畳されたのち、ライトバルブ位置では垂直から外れた方向からの入射光となるため、これにより減光時にもコントラストが高い垂直方向の光を有効に使うことが出来るようになる。
【００１０】
上記均一照明手段の具体的な形態としては、光源から出射される光束の光軸に沿って光源に近い側から順次配列された第１のレンズアレイ、第２のレンズアレイからなる２枚のレンズアレイで構成されたものを好適に用いることができる。
２枚のレンズアレイからなる均一照明手段においては、第１のレンズアレイによって複数の２次光源像が形成され、この複数の２次光源像が第２のレンズアレイ、および重畳レンズを通して重畳されることにより、ライトバルブの位置において元々の光源光が持っている照度分布を均一化することができる。
よって遮光により、光源像の形が変化した場合にも、均一性を損なわずにライトバルブを照明することが可能となる。
【００１１】
またこのとき前記調光手段は、前記第２のレンズアレイを構成するレンズそれぞれに入射する光束に対し、その外側から遮光するように構成することができる。
ここで前記レンズアレイの外側から入射する光束は、重畳されたのち、ライトバルブ位置では垂直から外れた方向からの入射光となるため、これにより減光時にもコントラストが高い垂直方向の光を有効に使うことが出来るようになる。
【００１２】
上記調光手段の配置位置としては、光源から第２のレンズアレイを構成する複数のレンズから出射された各光束が重畳し始める所までの間を例示することができる。
この構成にすれば、上記均一照明手段の機能を損なわずに、照明光の量を調節することができる。
一方、例えば上記調光手段が、上記複数のレンズから出射された各光束が重畳し始める所よりライトバルブ側に配置されると、上記均一化照明手段による均一化効果が得られないためライトバルブ面において上記調光手段による遮光の影響が現れ、明るさが不均一になってしまう。
【００１３】
上記調光手段の配置位置としては、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとの間を例示することができる。より好ましくは、上記調光手段を２枚のレンズアレイのうち、第２のレンズアレイに近い側に配置することが望ましい。
２枚のレンズアレイの間では、第１のレンズアレイを構成する各レンズから対応する第２のレンズアレイを構成する各レンズに向けて光束が絞られている。そのため、上記調光手段により、光束の一部を遮光した際にも、第１のレンズアレイで形成される２次光源像それぞれの光の分布に対して与える影響を小さくすることができる。
また、この部分には、第１のレンズアレイの焦点距離に応じた隙間が予め設けられているので、その間に遮光板を配置しても、調光素子を設けない場合に対し、その他部品の光学配置を変更する必要がない。
【００１４】
上記調光手段の構成を実現するために、光束を遮る遮光板を備え、この遮光板が上記光軸に向かって外側から移動するように構成されていても良い。
この構成によれば、遮光板により上記光束のうち、外側の光から順に遮られるようになる。ここで外側の光束がライトバルブに入射する時には垂直から外れた方向からの光となる。そのため、減光時にもコントラストが高い垂直方向の光を有効に使うことが出来るようになる。
【００１５】
上記の構成を実現するために、より具体的には、上記遮光板の縁部の略中央部に凹部が形成されているものを例示することができる。
この構成によれば、遮光板が進入してくる照明光の外側方向から光束が遮られると同時に、進入方向に対する両脇は、凹部の両脇の突出部により、中央の凹部よりも早く光束が遮られる。この凹部の形状により光変調手段に入射する光束は、上記光軸から離れた周囲の領域から順に遮光される。
【００１６】
上記の構成を実現するために、より具体的には、上記遮光板の縁部に複数の凸部が形成され、前記遮光板の遮光動作時には、前記凸部がレンズアレイを構成する複数のレンズの境界に沿って移動するように構成されているものを例示することができる。
この構成によれば、レンズアレイを構成する複数のレンズの一つ一つについて、上記レンズに入射する光束を上記レンズの周囲から遮ることができる。そのため、上記レンズから光変調手段に出射される光束についても、光変調手段の入射面の法線に近い角度で入射する光束以外の光束から遮光される。
【００１７】
上記の構成を実現するために、より具体的には、遮光板を上記複数の遮光板を相対移動可能に組み合わせて構成しても良い。
この構成によれば、例えば、外側の光を遮光する形状の遮光板と、上記光軸寄りの光を遮光する形状の遮光板とを相対移動可能に組み合わせると、これら２種類の遮光板の相対位置関係を適宜変更することによって、外側の光の遮光をより早く行うとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００１８】
上記調光部の具体的な形態としては、遮光板の面と平行な方向に延在する回動軸とを有し、この回動軸を中心として回動可能に構成された遮光部を例示することができる。
この構成によれば、例えば回動軸にステッピングモータを接続するなどして、遮光板を回動させることにより、遮光板の設置個所を透過する光束の量を容易に応答性良く調節することができる。例えば、遮光板が上記光軸に平行になるように配置すれば、光の透過率を１００％に近い値にすることができ、遮光板が上記光軸に対して所定の角度になるまで回動させれば、設定した範囲内で最小の透過率に減光することができる。
また、遮光板は回動軸周りに回転するので、遮光板が上記光軸の外側へ大きく飛び出すことがなく、上記光軸の外側に干渉を避けるためのスペースを確保しなくても良く投射型表示装置の小型化に用いて好適である。
【００１９】
上記の構成の具体的な他の形態としては、遮光板の面と平行な方向に延在する回動軸とを有し、この回動軸を中心として回動可能に構成されるとともに、遮光板を構成する各遮光板の回動可能範囲がそれぞれ異なるように構成された遮光部を例示することができる。
この構成によれば、例えば、外側の光を遮光する遮光板同士は干渉しやすいため回動範囲を狭く、上記光軸寄りの光を遮光する遮光板の回動範囲を広く設定すると、外側の光の遮光をより早く行うことができるとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００２０】
上記の構成の具体的な他の形態としては、複数備えられた回動軸が上記光軸に垂直な同一平面状に配置されてもよい。
この構成によれば、各回動軸が上記光軸に垂直な同一平面上に配置されているので、遮光板を配置するのに必要な上記光軸方向の空間を最小にすることができる。
【００２１】
上記の構成の具体的な他の形態としては、回動軸が上記光軸方向に位置をずらして配置されてもよい。
この構成によれば、回動軸の配置が上記光軸方向にずれているので、遮光板の回動範囲も上記光軸方向にずれる。そのため遮光板の回動可能領域が広くなり、凹部がより上記光軸に近づくことができる。つまり、光が透過可能な領域をより小さくすることができ、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００２２】
上記の構成の具体的な他の形態としては、遮光板が変形可能とされていてもよい。
この構成によれば、回動動作時に遮光板同士が接触した時、あるいは他の構成部品と接触した時に、遮光板が曲がって回動動作を続けられる。つまり、遮光板の回動可能領域をより広げられるため、遮光板による遮光領域をより広げることができる。そのため、光の透過可能な領域をより小さくすることができ、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００２３】
上記調光部の具体的な形態としては、他に、外側から上記光軸に向かって板面に平行移動可能な遮光板から構成された遮光部を例示することができる。
この構成によれば、例えば遮光板にリニアモータを接続するなどして、遮光板を外方から上記光軸に向かって板面に平行に移動させることにより、遮光板の設置個所を透過する光束の量を容易に応答性良く調節することができる。
また、遮光板は板面に平行に移動するので、遮光板が上記光軸の軸線方向へ大きく移動することがなく、上記光軸の軸線方向に干渉を避けるためのスペースを確保しなくても良く投射型表示装置の小型化に用いて好適である。
【００２４】
上記構成の具体的な他の形態としては、外側から上記光軸に向かって板面に平行移動可能な遮光板から構成されるとともに、遮光板を構成する複数の遮光板のそれぞれの平行移動距離可能範囲が異なるように構成されてもよい。
この構成によれば、例えば、外側の光を遮光する遮光板同士は干渉しやすいため移動範囲を狭く、上記光軸寄りの光を遮光する遮光板の移動範囲を広く設定すると、外側の光の遮光をより早く行うことができるとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００２５】
上記遮光部の具体的な構成としては、遮光部を構成する遮光板が、非遮光時には光路の周辺部に配置されるとともに、遮光時にはその周辺部から遮光動作を行う構成を例示することができる。
この構成によれば、光源から出射された光束のうち、外側の光成分から遮光するようにすることができる。ここで外側の光成分は光変調手段であるライトバルブにその法線から離れた角度で入射し、コントラストを落とす成分であるため、これらを遮光していくことで、減光しながらライトバルブの表示コントラストを高くすることが可能となる。
【００２６】
上記本発明の投射型表示装置の駆動手段としては、映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて前記調光手段を制御する制御信号を決定する制御信号決定手段と、前記制御信号に基づいて前記調光手段を制御する調光制御手段と、前記映像信号を前記制御信号に基づいて伸張する映像信号伸張手段とを備えることが望ましい。
【００２７】
この構成によれば、まず制御信号決定手段において映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて調光手段を制御するための制御信号が決定され、調光制御手段がこの制御信号に基づいて調光手段を制御することにより映像に応じて明るさが変化する光を光変調手段に供給する一方、映像信号伸張手段が制御信号に基づいて映像信号を伸張する。この動作によって、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力や使用環境への順応性に優れた投射型表示装置を実現することができる。
【００２８】
本発明の投射型表示装置の駆動方法は、上記本発明の投射型表示装置の駆動方法であって、前記調光手段を制御する制御信号を、映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて決定し、前記制御信号に基づいて前記調光手段を制御することにより前記光変調手段を照明する光の光量を調節するとともに、前記映像信号を前記制御信号に基づいて伸張し、この伸張した映像信号を前記光変調手段に供給することによって映像を生成することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力が高い映像を得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態について図１から図６を参照して説明する。
図１は本実施の形態の投射型表示装置１０の全体構成を示す概略図である。
図１において、符号 １１ は照明装置、１ ２は光源、１ ３、１ ４はレンズアレイ（均一照明手段）、２０ は遮光部 （調光手段）、３１、３２ はダイクロイックミラー、３３、３４、３５ は反射ミラー、３６、３７、３８ は液晶ライトバルブ（光変調手段）、３９ はクロスダイクロイックプリズム、４０ は投射レンズ（投射手段）を示している。
【００３１】
本実施の形態の投射型表示装置１０は、図１に示すように、照明装置１１と、照明装置１１から出射した白色光を 青色光・緑色光反射する ダイクロイックミラー３１、 緑色光反射用のダイクロイックミラー３２と、各ダイクロイックミラー３１、３２により分光された各色光を対応した各液晶ライトバルブ３６、３７、３８へと導く反射ミラー３３、３４、３５およびリレーレンズ４１、４２、４３と、各色光を変調する液晶ライトバルブ３６、３７、３８と、変調された各色光を合成してカラー画像を合成する クロスダイクロイックプリズム３９と、合成されたカラー画像をスクリーンＳに拡大投射する投射レンズ１８とから概略構成されている。
【００３２】
照明装置１１ は、光源１ ２とレンズアレイ１ ３、１ ４と遮光部２０と から構成され、 光源１ ２は高圧水銀ランプ等のランプ１５ とランプ１５ の光を反射するリフレクタ１６ とから構成されている。
また、光源１ ２側からシステム光軸Ｃ上に、複数のレンズを平面状に配置した 第１のレンズアレイ１ ３、第２のレンズアレイ１ ４が順次設置されている。ここでシステム光軸Ｃはレンズアレイ１３において形成される複数の２次光源全体に対する光軸を示し、光源１２による光軸と略一致する。
【００３３】
図２は、本実施の形態の遮光部２０の部分拡大図およびＡ−Ａ断面視図であり、（ａ）は減光率０％、（ｂ）は減光率３０％、（ｃ）は減光率６０％における図である。
遮光部２０は、図１および図２に示すように、システム光軸Ｃに対して軸対称に配置された一対の遮光板２１と、遮光板２１の面と平行な方向に延在する一対の回動軸２２と、回動軸２２に設けられたステッピングモータ（図示せず）とから構成されている。遮光板２１の縁部２３の略中央には凹部２４が形成され、遮光板２１は回動軸２２の回転により、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、外方からシステム光軸Ｃに向かって回動するように配置されている。
遮光部２０は、 第１のレンズアレイ１ ３と第２のレンズアレイ１ ４との間に設置され、回動軸２２は、遮光板２１が第２のレンズアレイ１４の近傍を通過する方向に回動するよう構成されている。
【００３４】
液晶ライトバルブ３６、３７、３８には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと略記する）を用いたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードのアクティブマトリクス方式の透過型の液晶セルが使用されている。
クロスダイクロイックプリズム３９ は４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。
【００３５】
次に、上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
ランプ１５から射出された白色光は、図１に示すように、直接またはリフレクタ１６に反射されて第１のレンズアレイ１３に入射され、第２のレンズアレイ１４に集光、入射される。白色光は、第２のレンズアレイ１４に入射される直前に、遮光部２０の遮光板２１によって周囲から遮光、減光される。第２のレンズアレイ１４から出射された白色光は、 ダイクロイックミラー３１に入射され、白色光中の 赤色光ＬＲが 透過される とともに、青色光ＬＢ と緑色光ＬＧ とが 反射される。
【００３６】
ダイクロイックミラー３１ を透過した赤色光ＬＲ は反射ミラー３５ で反射されて液晶ライトバルブ３６ に入射される。一方、ダイクロイックミラー３１に 反射された 色光はダイクロイックミラー３２に入射して 、緑色光ＬＧが ダイクロイックミラー３２ によって反射され、液晶ライトバルブ３７ に入射される。一方、ダイクロイックミラー３２を透過した 青色光ＬＢ は、リレーレンズ４１ 、反射ミラー３３ 、リレーレンズ４２ 、反射ミラー３４ 、リレーレンズ４３ からなるリレー系４５ を経て液晶ライトバルブ３８ に入射される。
【００３７】
３つの色光はそれぞれ対応する 液晶ライトバルブ３６、３７、３８に入射され、変調されて クロスダイクロイックプリズム３９にむけて出射される。 クロスダイクロイックプリズム３９に入射された３つの色光はここで合成されて カラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ４０ によりスクリーンＳ 上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００３８】
次に、本発明の主要部である遮光部２０における作用について詳細に説明する。
遮光板２１は、減光率０％のときには図２（ａ）に示すように、システム光軸Ｃに対して平行な位置に配置され、減光率が高くなるにつれて、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、回動軸２２を中心としてシステム光軸Ｃに近づくように回動される。第２のレンズアレイ１４に入射する光束は、遮光板２１が進入してくる方向から遮られるとともに、進入方向に対する両脇は、凹部２４の両脇の突出部により、中央部よりも早く光束が遮られる。つまり、第２のレンズアレイ１４を構成する複数のレンズのうちシステム光軸Ｃから離れたレンズから遮光される。
【００３９】
図３は各減光率における各液晶ライトバルブ３６、３７、３８に入射する入射光の入射角度と照射光量との関係を示した図である。
液晶ライトバルブ３６、３７、３８の入射面に照射される光束のうち、第２のレンズアレイ１４のシステム光軸Ｃから離れたレンズから照射される光束は、システム光軸Ｃ近傍のレンズからの照射光束と比べて、上記入射面の法線（システム光軸Ｃと一致する）に対してより大きな角度で入射している。つまり、上記入射面の法線方向を入射角度０°とすると、より大きな入射角度で入射していると言える。
この第２のレンズアレイ１４のシステム光軸Ｃから離れたレンズから遮光されるので、液晶ライトバルブ３６、３７、３８に入射される光束の入射角度と照明光量との関係は、図３に示すようになる。つまり、減光率が高くなると、全体的に照明光量が低下するとともに、入射角度の大きな（図３においては入射角度０°から離れた所）光束の照明光量はさらに低下する。そのため、入射光束の照明光量における入射角度が０°に近い光束の照明光量の割合が増加する。
【００４０】
図４は液晶ライトバルブへの入射光の入射角度に対するコントラスト分布図であり、図５は、液晶ライトバルブへの入射光の入射角度とコントラストとの関係図である。
液晶ライトバルブ３６、３７、３８は、図４および図５に示すように、入射した光束の入射角度により液晶の遮光性が異なり、入射角度０°近傍のコントラストは高く（光束の遮光性が良い）、０°から離れるとコントラストは低くなる（遮光性が悪い）。
例えば、図４は、入射側の偏光軸を９０ｄｅｇ．から２７０ｄｅｇ．方向に、出射側の偏光軸を０ｄｅｇ．から１８０ｄｅｇ．方向に配置したときの液晶ライトバルブのコントラスト分布図である。入射角の傾く方向によってコントラスト分布に多少の偏りがでるが、概略入射角度０°近傍でコントラストが高く、０°から離れるにつれてコントラストが低下している。
【００４１】
図６は、減光量とコントラストとの関係を示した図である。
上述したように、遮光部２０により遮光され、液晶ライトバルブ３６、３７、３８に入射する光束は、図３に示すように、減光率が高くなるほど入射角度０°近傍の光束の割合が高くなる。また、液晶ライトバルブ３６、３７、３８は、図４および図５に示すように、入射角度０°近傍の光束の割合が高くなるほどコントラストが高くなる。このため、投射される画像のコントラストは、図６に示すように、減光量が大きくなるほどコントラストが高くなる。ちなみに二点鎖線で示しているのは従来例の調光パラメータとコントラストとの関係で、コントラストは調光パラメータ（減光率）とは関係なく一定値である。
【００４２】
次に、本実施の形態の投射型液晶表示装置１０の駆動方法について説明する。
図７は本実施の形態の投射型液晶表示装置１０の駆動回路の構成を示すブロック図である。調光機能を持たない従来の投射型液晶表示装置の場合、入力された映像信号は適当な補正処理を経て、そのまま液晶パネルドライバに供給されるが、調光機能を有し、かつそれを映像信号に基づいて制御する本実施の形態の場合、基本的な構成として、以下に説明するようにデジタル信号処理ブロックであるＤＳＰ（１）〜ＤＳＰ（３）などの回路が必要となる。
【００４３】
本実施の形態では、図７に示すように、アナログ信号として入力された映像信号がＡＤコンバータ１２１を経て第１のデジタル信号処理回路であるＤＳＰ（１）１２２（制御信号決定手段）に入力される。ＤＳＰ（１）１２２では、映像信号から明るさ制御信号が決定される。ＤＳＰ（２）１２３（調光制御手段）では、明るさ制御信号に基づいて調光素子ドライバ１２４を制御し、最終的には調光素子ドライバ１２４が調光素子１２５（本実施の形態の場合は遮光板２１）を実際に駆動する。
【００４４】
一方、ＤＳＰ（１）１２２で決定された明るさ制御信号は、映像信号とともにＤＳＰ（３）１２６（映像信号伸張手段）にも入力される。ＤＳＰ（３）１２６では明るさ制御信号に基づいて映像信号を適当な階調範囲に伸張する。伸張処理後の映像信号はＤＡコンバータ１２７により再びアナログ信号に変換された後、パネルドライバ１２８に入力され、パネルドライバ１２８から赤色光用液晶ライトバルブ３６（図７中のＲパネル）、緑色光用液晶ライトバルブ３７（同、Ｇパネル）、青色光用液晶ライトバルブ３８（同、Ｂパネル）のそれぞれに供給される。
【００４５】
ここで、照明装置１１の制御方法に関しては、［１］表示映像適応型の制御、の他に、［２］投射拡大率による制御、［３］外部からの制御、などが考えられる。以下にそれぞれの方法について説明する。
［１］表示映像適応型の制御
まず、表示映像適応型の制御、すなわち明るい映像シーンでは光量が多くなり、暗いシーンでは光量が少なくなるような表示映像に適応した明るさ制御を行う場合について考える。この場合、上記で説明したように、ＤＳＰ（１）１２２で映像信号に基づいて明るさ制御信号が決定されるが、その方法には例えば次の３通りが考えられる。
【００４６】
（ａ）注目しているフレームに含まれている画素データのうち、明るさが最大の階調数を明るさ制御信号とする方法。
例えば０〜２５５の２５６ステップの階調数を含む映像信号を想定する。連続した映像を構成する任意の１フレームに着目した場合、そのフレームに含まれる画素データの階調数毎の出現数分布（ヒストグラム）が、図８（ａ）のようになったとする。この図の場合、ヒストグラムに含まれる最も明るい階調数が１９０であるので、この階調数１９０を明るさ制御信号とする。この方法は、入力される映像信号に対し、最も忠実に明るさを表現できる方法である。
【００４７】
（ｂ）注目しているフレームに含まれている階調数毎の出現数分布（ヒストグラム）より、最大の明るさから出現数について一定の割合（例えば１０％）となる階調数を明るさ制御信号とする方法。
例えば映像信号の出現数分布が図９のようであった場合、ヒストグラムより明るい側から１０％の領域をとる。１０％に相当するところの階調数が２３０であったとすると、この階調数２３０を明るさ制御信号とする。図９に示したヒストグラムのように、階調数２５５の近傍に突発的なピークがあった場合、上記（ａ）の方法を採用すれば、階調数２５５が明るさ制御信号となる。しかしながら、この突発的なピーク部分は画面全体における情報としてはあまり意味をなしていない。これに対して、階調数２３０を明るさ制御信号とする本方法は、画面全体の中で情報として意味を持つ領域によって判定する方法と言うことができる。なお、上記の割合は２〜５０％程度の範囲で変化させてもよい。
【００４８】
（ｃ）画面を複数のブロックに分割して、ブロック毎、含まれている画素の階調数の平均値を求め、最大のものを明るさ制御信号とする方法。
例えば図１０に示すように、画面をｍ×ｎ個のブロックに分割し、それぞれのブロックＡ１１，…，Ａｍｎ毎の明るさ（階調数）の平均値を算出し、そのうちで最大のものを明るさ制御信号とする。なお、画面の分割数は６〜２００程度とすることが望ましい。この方法は、画面全体の雰囲気を損なうことなく、明るさを制御できる方法である。
上記（ａ）〜（ｃ）の方法について、明るさ制御信号の判定を、表示領域全体に対して行う他に、例えば表示領域の中央部分など、特定の部分だけに上記方法を適用することもできる。この場合、視聴者が注目している部分から明るさを決定するような制御の仕方が可能となる。
【００４９】
次にＤＳＰ（２）１２３において、上記の方法で決定した明るさ制御信号に基づいて調光素子ドライバ１２４を制御するが、この方法にも例えば次の３通りが考えられる。
【００５０】
（ａ）出力された明るさ制御信号に応じてリアルタイムで制御する方法。
この場合はＤＳＰ（１）１２２から出力された明るさ制御信号をそのまま調光素子ドライバ１２４に供給すればよいため、ＤＳＰ（２）１２３での信号処理は不要となる。この方法は映像の明るさに完全に追従する点で理想的ではあるが、映像の内容により画面の明暗が短い周期で変化することもあり、鑑賞時に余計なストレスを感じるなどの問題が発生する恐れがある。
【００５１】
（ｂ）出力された明るさ制御信号にＬＰＦ（ローパスフィルター）をかけ、その出力で制御する方法。
例えばＬＰＦによって１〜３０秒以下の明るさ制御信号の変化分をカットし、その出力によって制御する。この方法によれば、細かい時間の変化分はカットされるため、上記のような短い周期での明暗の変化を避けることができる。
【００５２】
（ｃ）明るさ制御信号の切り替わりエッジを検出する方法。
明るさ制御信号に所定の大きさ以上（例えば６０階調以上）の変化があった場合にのみ調光素子１２５を制御する。この方法によれば、シーンの切り替わりなどのみに応じた制御を行うことができる。
【００５３】
このようにして、例えば階調数１９０が明るさ制御信号に決定された場合、最大明るさ（階調数２５５）の光量を１００％とすると、１９０／２５５＝７５％の光量が得られるように調光素子１２５を駆動する。本実施の形態の場合、調光素子１２５は具体的には遮光板２１であるから、透過率が７５％（遮光率が２５％）となるように遮光板２１を回動させる。同様に、階調数２３０が明るさ制御信号である場合、２３０／２５５＝９０％の光量が得られるように調光素子１２５を駆動する。
【００５４】
一方、ＤＳＰ（３）１２６では、ＤＳＰ（１）１２２で決定された明るさ制御信号と映像信号に基づいて映像信号を適当な階調範囲まで伸張する。例えば最大階調範囲にまで伸張する場合、上記の例では表示可能な最大階調数が２５５であるから、図８（ａ）の例で明るさ制御信号が階調数１９０の場合、階調数０〜１９０までの映像信号を図８（ｂ）に示すように階調数０〜２５５まで伸張する。このような照明光量の制御と映像信号の伸張処理によって、映像のダイナミックレンジを拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。
【００５５】
［２］投射拡大率による制御
投射レンズ４０のズーミングに対応させて制御する。通常は液晶ライトバルブ（被照明領域）における単位面積あたりの光量が一定であるから、拡大側では画面が暗くなり、縮小側で明るくなる傾向にある。したがって、これを補正するように、拡大側に変化させた場合には光量が増えるように、縮小側に変化させた場合には光量が減るように調光素子１２５を制御する。
【００５６】
［３］外部からの制御
使用者が好みに応じて調光素子１２５を制御できるようにする。例えば暗い鑑賞環境においては光量が少なく、明るい鑑賞環境においては光量が多くなるように調光素子１２５を制御する。この場合、使用者がコントローラを用いて、もしくは調光素子を直接操作するなどして調節する構成としてもよいし、明るさセンサなどを設けて自動的に制御される構成としてもよい。ただし、これら［２］、［３］の制御を行うためには、図７でＤＳＰ（１）１２２〜ＤＳＰ（３）１２６のような回路は不要であるが、それ以外の回路構成が必要になる。
【００５７】
上記の構成によれば、このように光束の周囲から遮光する遮光板２１により、減光率が高くなればなるほど液晶ライトバルブ３６、３７、３８に入射する光束における入射角度０°近傍の光束の割合が高くなる。入射する光束の内、遮光性の高い入射角度０°近傍の光束の割合が高くなるため、減光すればするほどコントラストを向上させることができる。
【００５８】
回動軸２２にはステッピングモータ（図示せず）が設けられているので、ステッピングモータ（図示せず）により遮光板２１を回動させることにより、第１のレンズアレイ１２と第２のレンズアレイ１３との間を透過する光束の量を容易に応答性良く調節することができる。
例えば、遮光板２１がシステム光軸Ｃに平行になるように配置すれば、光の透過率を１００％に近い値にすることができ、遮光板２１がシステム光軸Ｃに対して所定の角度に回動させれば、所定の透過率に減光することができる。
【００５９】
遮光板２１は、第１のレンズアレイ１３と第２のレンズアレイ１４との間で、第２のレンズアレイ１４に近い側に配置されている。そのため、遮光板により光束の一部を遮光した際にも、第１のレンズアレイで形成される２次光源像それぞれの光の分布に対して与える影響を小さくすることができ、液晶ライトバルブ３６、３７、３８の入射面における照射光の分布にムラが生じないようにすることができる。
【００６０】
また、第１のレンズアレイ１３と第２のレンズアレイ１４との間は、第１のレンズアレイ１３の焦点距離に応じた隙間が予め設けられているので、他部品の光学配置を変更することなく、レンズアレイ１３、１４間に遮光板２１を配置することができる。遮光板２１は回動軸２２回りに回動するので、システム光軸Ｃから外方向へ大きく飛び出すことなく配置することができ、投射型表示装置１０を小型化することができる。
【００６１】
まずＤＳＰ（１）１２２において映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて遮光部２０を制御するための制御信号が決定され、ＤＳＰ（２）１２３がこの制御信号に基づいて遮光部２０を制御することにより映像に応じて明るさが変化する光を液晶ライトバルブ３６、３７、３８に供給する一方、ＤＳＰ（３）１２６が制御信号に基づいて映像信号を伸張する。この動作によって、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力や使用環境への順応性に優れた投射型表示装置を実現することができる。
【００６２】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態について図１１を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは遮光部の形状のみが異なっている。よって、本実施の形態においては、図１１を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図１１は、本実施の形態の遮光部５０の部分拡大図およびＢ−Ｂ断面視図であり、（ａ）は減光率０％、（ｂ）は減光率３０％、（ｃ）は減光率６０％における図である。
遮光部５０には、図１１に示すように、縁部２３に複数の三角板５１（凸部）が設けられ、三角板５１の先端５２の間隔が、第２のレンズアレイ１４を構成するレンズの配置間隔と略同じに設定されている。
遮光板２１は、先端５２が第２のレンズアレイ１４を構成するレンズの境界線上を沿って移動するように配置されている。
【００６３】
次に、上記の構成からなる遮光部５０における作用について説明する。
遮光板２１は、減光率０％のときには図１１（ａ）に示すように、システム光軸Ｃに対して平行な位置に配置される。減光率が高くなるにつれて、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、先端５２が第２のレンズアレイ１４を構成するレンズの境界線上を移動するように回動される。
遮光板２１がシステム光軸Ｃに向かって移動すると、三角板５１が第２のレンズアレイそれぞれの外側の光束から順に遮光するようになる。
【００６４】
上記の構成によれば、第２のレンズアレイ１４を構成する複数のレンズの一つ一つについて、上記レンズに入射する光束を上記レンズの外側から遮っている。よって上記レンズから液晶ライトバルブ３６、３７、３８に出射される光束についても、液晶ライトバルブ３６、３７、３８の入射面の法線に近い角度で入射する光束以外の光束から遮光される。そのため、投射される画像のコントラストを向上させることができる。
【００６５】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１２を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは遮光部の形状のみが異なっている。すなわち、遮光部の縁部に凹部が形成された形状（第１の実施の形態）と、遮光部の縁部に三角板が設けられた形状（第２の実施の形態）との組み合わせの形状となっている。
よって、本実施の形態においては、図１２を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
【００６６】
図１２は、本実施の形態の遮光部６０の部分拡大図およびＤ−Ｄ断面視図であり、（ａ）は減光率０％、（ｂ）は減光率３０％、（ｃ）は減光率６０％における図である。
遮光部６０は、図１１に示すように、縁部２３に凹部２４が設けられているとともに、三角板５１が遮光板２１の進行方向に略垂直な辺に設けられている。三角板５１の先端５２の間隔は、上記レンズの配置間隔と略同じに設定され、遮光板２１は、先端５２が上記レンズの境界線上を移動するように配置されている。
【００６７】
次に、上記の構成からなる遮光部６０における作用について説明する。
遮光板２１は、減光率が高くなるにつれて、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、先端５２が第２のレンズアレイ１４を構成するレンズの境界線上を移動するように回動される。
三角板５１は凹部２４に設けられているので、遮光板２１の進行方向に対して左右方向にシステム光軸Ｃから離れた領域から遮光し始める。同時に三角板５１が第２のレンズアレイそれぞれの外側の光束から順に遮光するようになる。
【００６８】
上記構成によれば、遮光部６０は、システム光軸Ｃに対称に、かつ光束の周囲から遮光するとともに、第２のレンズアレイ１４を構成する複数のレンズの一つ一つについて、上記レンズに入射する光束を３方向の外側から遮っている。そのため、減光率が高くなればなるほど液晶ライトバルブ３６、３７、３８に入射する光束における入射角度０°近傍の光束の割合が高くなり、コントラストを向上させることができる。
【００６９】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１３を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１３を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
遮光部７０は、図１３に示すように、第２のレンズアレイ１４の面と略平行にスライド可能に配置された一対の遮光板７１ａ、一対の遮光板７１ｂと、遮光板７１ａ、７１ｂに配置され、遮光板７１ａ、７１ｂをスライド移動させるリニアモータ（図示せず）とから構成されている。遮光板７１ａと遮光板７１ｂとは、スライド方向がシステム光軸Ｃにおいて略直交するように配置されているとともに、システム光軸Ｃの軸線方向に位置をずらして配置されている。
【００７０】
次に、上記の構成からなる遮光部７０における作用について説明する。
遮光板７１ａ、７１ｂは、減光率０％のときには図１３（ａ）に示すように、外方に開いた位置に配置され、光束を遮光していない。そして、減光率が高くなるにつれて、図１３（ｂ）、（ｃ）に示すように、遮光板７１ａ、７１ｂの配置位置は外方からシステム光軸Ｃに向かって近づいていく。
遮光板７１ａ、７１ｂが、外方からシステム光軸Ｃに向かって近づくと、第２のレンズアレイ１４を構成する複数のレンズのうち、周囲に位置するレンズに入射する光束から遮光される。
【００７１】
上記の構成によれば、遮光板７１ａ、７１ｂは、第２のレンズアレイ１４の面と略平行にスライド可能に配置されているので、システム光軸Ｃの軸線方向に寸法を必要とせず、投射型表示装置１０を小型化することができる。
【００７２】
なお、上述した実施の形態の他にも、遮光板７１ａ、７１ｂを複数の遮光板から構成し、遮光板７１ａ、７１ｂを構成する各遮光板の平行移動距離可能範囲が異なるように構成することができる。
この構成によれば、例えば、外側の光を遮光する遮光板同士は干渉しやすいため移動範囲を狭く、上記光軸寄りの光を遮光する遮光板の移動範囲を広く設定すると、外側の光の遮光をより早く行うことができるとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００７３】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図１４および図１５を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１４および図１５を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図１４は、本実施の形態の遮光板の形状を示す平面図であり、図１５は、本実施の形態の遮光部８０の部分拡大図およびＦ−Ｆ断面視図であり、（ａ）は減光率０％、（ｂ）は減光率３０％、（ｃ）は減光率６０％における図である。
遮光部８０の一対の回動軸２２には、図１５に示すように、１つの回動軸２２に対して２枚の遮光板８１、８２が備えられ、遮光板８１が第１のマルチレンズ１３側、遮光板８２が第２のマルチレンズ１４側に配置されている。
遮光板８１と遮光板８２とは、図１４に示すように、回動軸２２の延在方向は略同一寸法で、上記延在方向の直交方向の寸法は遮光板８１の方が短く形成されている。遮光板８１の縁部８３の略中央には、略楕円形状の凹部８４が形成され、遮光板８２の縁部８５の略中央には、上記延在方向の直交方向の凹み寸法が凹部８４よりも長い凹部８６が形成されている。なお、凹部８４および凹部８６の形状は、図１４および図１５に示した楕円形状などの形状に限られることなく、矩形形状などさまざまな形状の凹部に適応することができる。
【００７４】
次に、本発明の主要部である遮光部８０における作用について詳細に説明する。
遮光板８１と遮光板８２とは、減光率０％のときには、図１５（ａ）に示すように、システム光軸Ｃに対して平行な位置に配置され、光束を遮らない。減光率３０％のときには、図１５（ｂ）に示すように、遮光板８１と遮光板８２とが同様に回動軸２２により回動され、外側からシステム光軸Ｃに向かって移動し外側から光を遮光する。減光率６０％となると、図１５（ｃ）に示すように、遮光板８２は減光率３０％のときと略同じ位置に留まっているが、遮光板８１がさらに回動してシステム光軸Ｃに向かって移動し、遮光する領域が広がる。
また、第１のレンズアレイ１３側（図１５のＦ−Ｆ断面視方向）から見ると、減光率３０％のときには、図１５（ｂ）に示すように、遮光板８１の凹部８４と遮光板８２の凹部８６と縁部８５とが外側からシステム光軸Ｃに向かって移動し、外側の光から順に遮光する。この時点では遮光板８１の縁部８３は、遮光板８２と重なり光の遮光には貢献していない。減光率６０％となると、図１５（ｃ）に示すように、遮光板８１がさらに回動することで縁部８３と凹部８４とがさらにシステム光軸Ｃに向かって移動し、さらにシステム光軸Ｃに近い領域の光を遮光する。
【００７５】
上記の構成によれば、一組の遮光板、遮光板８１と遮光板８２とを１つの回動軸により相対回動可能に組み合わせ、遮光板８１の回動可能範囲を遮光板８２の回動可能範囲よりも広く設定している。そのため、遮光板８２が外側の光を遮光した後、遮光板８１がさらに回動してよりシステム光軸Ｃに近い領域の光を遮光することができる。つまり、外側の光の遮光をより早く行うとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００７６】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図１６および図１７を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１６および図１７を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図１６は、本実施の形態の遮光板の形状を示す平面図であり、図１７は、本実施の形態の遮光部９０の部分拡大図およびＧ−Ｇ断面視図であり、（ａ）は減光率０％、（ｂ）は減光率３０％、（ｃ）は減光率６０％における図である。
遮光部９０の一対の回動軸２２には、図１７に示すように、１つの回動軸２２に対して２枚の遮光板９１、９２が備えられ、遮光板９１が第１のマルチレンズ１３側、遮光板９２が第２のマルチレンズ１４側に配置されている。
遮光板９１と遮光板９２とは、図１６に示すように、回動軸２２の延在方向は略同一寸法で、上記延在方向の直交方向の寸法は遮光板９１の方が短く形成されている。遮光板９１は凹部のない単なる矩形形状の板に形成され、遮光板９２の縁部９３の略中央には、凹部９４が形成されている。
【００７７】
次に、本発明の主要部である遮光部９０における作用について詳細に説明する。
遮光板９１と遮光板９２とは、減光率０％のときには、図１７（ａ）に示すように、システム光軸Ｃに対して平行な位置に配置され、光束を遮らない。減光率３０％のときには、図１７（ｂ）に示すように、遮光板９１と遮光板９２とが同様に回動軸２２により回動され外側からシステム光軸Ｃに向かって移動外側から光を遮光する。減光率６０％となると、図１７（ｃ）に示すように、遮光板９２は減光率３０％のときと略同じ位置に留まっているが、遮光板９１がさらに回動してシステム光軸Ｃに向かって移動し、遮光する領域が広がる。
また、第１のレンズアレイ１３側（図１７のＧ−Ｇ断面視方向）から見ると、減光率３０％のときには、図１７（ｂ）に示すように、遮光板９１と遮光板９２の縁部９３と凹部９４とが外側からシステム光軸Ｃに向かって移動し、外側の光から順に遮光する。減光率６０％となると、図１７（ｃ）に示すように、遮光板９１がさらにシステム光軸Ｃに向かって移動し、さらにシステム光軸Ｃに近い領域の光を遮光する。
【００７８】
上記の構成によれば、遮光板９１には凹部が形成されていないため、よりシステム光軸Ｃに近い領域の光を遮光することができる。つまり光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００７９】
〔第７の実施の形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図１８を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１８を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図１８は、本実施の形態の遮光部１００の部分拡大図およびＨ−Ｈ断面視図であり、（ａ）は減光率０％、（ｂ）は減光率３０％、（ｃ）は減光率６０％における図である。
遮光部１００の一対の回動軸２２は、図１８に示すように、遮光板１０１が第２のレンズアレイ１４の近傍を通過する方向に回動するよう配置されるとともに、システム光軸Ｃ方向に相対位置をずらして配置されている。また、遮光部１００には、１つの回動軸２２に対して１枚の遮光板１０１が備えられ、遮光板１０１の縁部１０２には、凹部１０３が形成されている。
【００８０】
次に、本発明の主要部である遮光部１００における作用について詳細に説明する。
遮光板１０１は、減光率０％のときには、図１８（ａ）に示すように、システム光軸Ｃに対して平行な位置に配置され、光束を遮らない。減光率３０％のときには、図１８（ｂ）に示すように、遮光板１０１が回動軸２２により回動され外側からシステム光軸Ｃに向かって移動し外側から光を遮光する。減光率６０％となると、図１８（ｃ）に示すように、遮光板１０１がさらに回動されてシステム光軸Ｃに向かって移動する。このとき、一方の遮光板１０１と他方の遮光板１０１とが互い違いになるように移動する。
また、第１のレンズアレイ１３側（図１８のＨ−Ｈ断面視方向）から見ると、減光率３０％のときには、図１８（ｂ）に示すように、縁部１０２と凹部１０３とが外側からシステム光軸Ｃに向かって移動し、外側の光から順に遮光する。減光率６０％となると、図１８（ｃ）に示すように、縁部１０２と凹部１０３とがさらにシステム光軸Ｃに向かって移動し、凹部１０３により遮光される領域がさらに広くなる。このとき、縁部１０２により遮光される領域は重なっている。
【００８１】
上記の構成によれば、一対の回動軸２２がシステム光軸Ｃ方向にずれて配置されているので、遮光板１０１の回動範囲もシステム光軸Ｃ方向にずれる。そのため遮光板１０１同士の干渉が回避され、遮光板１０１の回動可能領域が広くなり、凹部１０３がよりシステム光軸Ｃに近づくことができる。つまり、光が透過可能な領域をより小さくすることができ、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００８２】
〔第８の実施の形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図１９を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１９を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図１９は、本実施の形態の遮光部１１０の部分拡大図およびＪ−Ｊ断面視図であり、（ａ）は減光率０％、（ｂ）は減光率３０％、（ｃ）は減光率６０％における図である。
遮光部１１０の一対の回動軸２２は、図１９に示すように、遮光板１０１が第２のレンズアレイ１４の近傍を通過する方向に回動するよう配置されるとともに、システム光軸Ｃに対して軸対称に配置されている。また、遮光部１１０には、１つの回動軸２２に対して１枚の遮光板１１１が備えられ、遮光板１１１の縁部１１２には凹部１１３が形成されている。凹部１１３の両脇の突起部１１４には、第２のマルチレンズ１４側に折れ曲がる屈曲部１１５が形成されている。
なお、屈曲部１１５を設ける代わりに、突起部１１４が柔軟性を持つ材質で形成され、突起部１１４が材質の柔軟性で第２のマルチレンズ１４側に曲がるように構成されてもよい。また、遮光板１０１全体が柔軟性を持つ材質で形成されていてもよい。
【００８３】
次に、本発明の主要部である遮光部１１０における作用について詳細に説明する。
遮光板１１１は、減光率０％のときには、図１９（ａ）に示すように、システム光軸Ｃに対して平行な位置に配置され、光束を遮らない。減光率３０％のときには、図１９（ｂ）に示すように、遮光板１１１が回動軸２２により回動され外側からシステム光軸Ｃに向かって移動し外側から光を遮光する。減光率６０％となると、図１９（ｃ）に示すように、突起部１１４同士が接触する。突起部１１４が接触すると、屈曲部１１５から先の突起部１１４が折れ曲がり、遮光板１１１はさらにシステム光軸Ｃに向けて移動する。
また、第１のレンズアレイ１３側（図１９のＪ−Ｊ断面視方向）から見ると、減光率３０％のときには、図１９（ｂ）に示すように、縁部１１２と凹部１１３とが外側からシステム光軸Ｃに向かって移動し、外側の光から順に遮光する。減光率６０％となると、図１９（ｃ）に示すように、凹部１１３がさらにシステム光軸Ｃに向かって移動し、凹部１１３により遮光される領域がさらに広くなる。
【００８４】
上記の構成によれば、突起部１１４が接触した時に屈曲部１１５より先の突起部１１４が折れ曲がり、遮光板１１０の回動可能領域をより広げることができる。そのため、遮光板１１０の凹部１１３がさらにシステム光軸Ｃに近づくことができ、遮光領域をより広げることができる。つまり、光の透過可能な領域をより小さくすることができ、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【００８５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、照明装置１１の光源１２を高圧水銀ランプなどのランプ１５に適応して説明したが、この光源１２がランプ１５に適応されたものに限られることなく、ＬＥＤを用いたもの等、その他各種の光源を用いたものに適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施形態の投射型表示装置を示す概略図である。
【図２】同、投射型表示装置の遮光部を示す部分拡大図およびＡ−Ａ断面視図である。
【図３】同、投射型表示装置の液晶ライトバルブへの入射角度と照射光量との関係を示す図である。
【図４】同、投射型表示装置の液晶ライトバルブの入射角度とコントラストとの関係を示す図である。
【図５】同、投射型表示装置の液晶ライトバルブの入射光分布角度とコントラストとの関係を示す図である。
【図６】同、投射型表示装置の減光量とコントラストとの関係を示す図である。
【図７】同、投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図８】同、投射型表示装置において、映像信号から明るさ制御信号を決定する第１の方法を説明するための図である。
【図９】同、第２の方法を説明するための図である。
【図１０】同、第３の方法を説明するための図である。
【図１１】本発明による第２の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびＢ−Ｂ断面視図である。
【図１２】本発明による第３の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびＤ−Ｄ断面視図である。
【図１３】本発明による第４の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびＥ−Ｅ断面視図である。
【図１４】本発明による第５の実施形態の遮光部の遮光板を示す平面図である。
【図１５】同、遮光部を示す部分拡大図およびＦ−Ｆ断面視図である。
【図１６】本発明による第６の実施形態の遮光部の遮光板を示す平面図である。
【図１７】同、遮光部を示す部分拡大図およびＧ−Ｇ断面視図である。
【図１８】本発明による第７の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびＨ−Ｈ断面視図である。
【図１９】本発明による第８の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびＪ−Ｊ断面視図である。
【符号の説明】
１０・・・投射型表示装置、 １２・・・光源、 １３・・・第１のレンズアレイ（均一照明手段）、 １４・・・第２のレンズアレイ（均一照明手段）、 ２０・・・遮光部（調光手段）、 ２１・・・遮光板、 ２２・・・回動軸、 ２３・・・縁部、 ２４・・・凹部、 ３６、３７、３８・・・液晶ライトバルブ（光変調手段）、 ４０・・・投射レンズ（投射手段）、 ５１・・・三角板（凸部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection display device and a driving method of the projection display device. In particular, the present invention relates to a projection display device including means for changing the brightness of a projected image and a driving method of the projection display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as one form of display device, a projection display device (liquid crystal projector) that enlarges and projects an image emitted from an optical system using a liquid crystal light valve onto a screen through a projection lens has been developed. This device is advantageous for increasing the size of the screen, but has a problem that the display contrast depends on the contrast of the light valve and sufficient contrast cannot be obtained at the present time. In order to solve this problem, various proposals have been made to make the brightness of the entire projected image variable by adjusting the amount of light incident on the light valve.
[0003]
For example, as a projection display device that solves the above-described problems, a transmissive liquid crystal panel, a light source that irradiates light to the liquid crystal panel, an optical system that projects light transmitted through the liquid crystal panel onto a screen, and an image on the liquid crystal panel There is known a device that includes a means for supplying a driving voltage in accordance with a signal and changes the luminance of a light source in accordance with a video signal (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-66501 (page 2-4, Fig. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The projection display device disclosed in
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and in displaying a dark scene or the like, a projection display device and a projection display device that darken the entire screen and at the same time increase display contrast. An object is to provide a driving method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a projection display apparatus according to the present invention includes a light source, a light modulation unit that modulates light from the light source, and a projection unit that projects light modulated by the light modulation unit. A projection type display device, wherein the light modulation means comprises a liquid crystal light valve, and is disposed between the light modulation means and the light source; Dimming means for adjusting the amount of light from the light source by sequentially shielding light beams incident from an angle deviating from the vertical direction of the light modulation means among the light incident on the light modulation means. And
[0008]
That is, the projection type display device of the present invention makes the luminance distribution of the light beam emitted from the light source uniform by the uniform illumination means, and enters the liquid crystal light valve from an angle deviating from the vertical direction based on information from the outside. The light is shielded in order from the light. The liquid crystal light valve exhibits higher contrast as light incident at an angle close to vertical, and therefore, the higher the amount of light shielded, the higher contrast can be exhibited. That is, the gradation reproducibility is improved even on a dark screen, and a subtle gradation change can be expressed.
[0009]
At this time, the light control means can be configured to block the light beam in order from the outside of the light beam emitted from the light source.
As a result, the light beam emitted from the light source is blocked in order from the outside light. Here, the outer luminous flux is superposed and becomes incident light from a direction deviating from the vertical direction at the light valve position, so that the vertical light with high contrast can be used effectively even when dimming. Become.
[0010]
As a specific form of the uniform illumination means, two lenses comprising a first lens array and a second lens array sequentially arranged from the side close to the light source along the optical axis of the light beam emitted from the light source. What was comprised by the array can be used conveniently.
In the uniform illumination means comprising two lens arrays, a plurality of secondary light source images are formed by the first lens array, and the plurality of secondary light source images are superimposed through the second lens array and the superimposing lens. As a result, the illuminance distribution of the original light source light at the position of the light valve can be made uniform.
Therefore, even when the shape of the light source image changes due to light shielding, it is possible to illuminate the light valve without impairing the uniformity.
[0011]
Further, at this time, the light control means can be configured to shield light beams incident on the respective lenses constituting the second lens array from the outside thereof.
Here, the light beam that enters from the outside of the lens array is superimposed and becomes incident light from a direction deviating from the vertical direction at the light valve position, so that the light in the vertical direction with high contrast is effective even when dimming. It becomes possible to use it.
[0012]
The arrangement position of the light control means can be exemplified by the interval from the light source to where the light beams emitted from the plurality of lenses constituting the second lens array begin to overlap.
With this configuration, the amount of illumination light can be adjusted without impairing the function of the uniform illumination means.
On the other hand, for example, if the light control means is disposed on the light valve side from where the light beams emitted from the plurality of lenses start to overlap, the light valve cannot obtain a uniform effect by the uniform illumination means. On the surface, the influence of light shielding by the dimming means appears, and the brightness becomes non-uniform.
[0013]
Examples of the arrangement position of the light control means include a space between the first lens array and the second lens array. More preferably, it is desirable to arrange the light control means on the side close to the second lens array of the two lens arrays.
Between the two lens arrays, the light beam is focused from each lens constituting the first lens array toward each lens constituting the corresponding second lens array. Therefore, even when a part of the light beam is shielded by the light control means, the influence on the light distribution of each of the secondary light source images formed by the first lens array can be reduced.
In addition, a gap corresponding to the focal length of the first lens array is provided in advance in this portion. Therefore, even if a light shielding plate is arranged between them, the light control element is not provided. There is no need to change the optical arrangement.
[0014]
In order to realize the configuration of the light control means, a light shielding plate that blocks the light flux may be provided, and the light shielding plate may be configured to move from the outside toward the optical axis.
According to this configuration, the light shielding plate sequentially blocks the light beams from the outside light. Here, when the outer luminous flux is incident on the light valve, the light comes from a direction deviating from the vertical direction. Therefore, it becomes possible to effectively use light in the vertical direction with high contrast even when dimming.
[0015]
In order to implement | achieve said structure, the thing by which the recessed part is formed in the approximate center part of the edge part of the said light-shielding plate can be illustrated more specifically.
According to this configuration, the light beam is blocked from the outside direction of the illumination light entering the light shielding plate, and at the same time, the light beam is faster than the central concave portion on both sides with respect to the entrance direction by the protruding portions on both sides of the concave portion. Blocked. Due to the shape of the recess, the light beam incident on the light modulation means is shielded in order from the surrounding area away from the optical axis.
[0016]
In order to realize the above-described configuration, more specifically, a plurality of convex portions are formed at the edge of the light shielding plate, and the convex portions constitute a lens array during the light shielding operation of the light shielding plate. What is comprised so that it may move along a boundary of this can be illustrated.
According to this configuration, the light beam incident on the lens can be blocked from the periphery of the lens for each of the plurality of lenses constituting the lens array. Therefore, the light beam emitted from the lens to the light modulation unit is also shielded from light beams other than the light beam incident at an angle close to the normal line of the incident surface of the light modulation unit.
[0017]
In order to realize the above configuration, more specifically, the light shielding plate may be configured by combining the plurality of light shielding plates so as to be relatively movable.
According to this configuration, for example, when a light shielding plate having a shape that shields light from the outside and a light shielding plate having a shape that shields light near the optical axis are combined so as to be relatively movable, the relative relationship between these two types of light shielding plates By appropriately changing the positional relationship, the outside light can be blocked more quickly, and the minimum value of the light transmittance can be further reduced.
[0018]
As a specific form of the light control section, a light shielding section having a rotation shaft extending in a direction parallel to the surface of the light shielding plate and configured to be rotatable around the rotation shaft is illustrated. can do.
According to this configuration, for example, by connecting the stepping motor to the rotation shaft and rotating the light shielding plate, the amount of the light beam transmitted through the installation location of the light shielding plate can be easily adjusted with good responsiveness. it can. For example, if the light shielding plate is arranged so as to be parallel to the optical axis, the light transmittance can be set to a value close to 100%, and the light shielding plate can be rotated until it reaches a predetermined angle with respect to the optical axis. If it is moved, the light can be reduced to the minimum transmittance within the set range.
Further, since the light shielding plate rotates around the rotation axis, the light shielding plate does not protrude greatly to the outside of the optical axis, and it is not necessary to secure a space for avoiding interference outside the optical axis. It is suitable for use in downsizing the display device.
[0019]
As another specific form of the above-mentioned configuration, it has a rotating shaft extending in a direction parallel to the surface of the light shielding plate, and is configured to be rotatable around this rotating shaft, and also to shield the light. Examples of the light shielding unit may include a configuration in which the rotatable range of each light shielding plate constituting the plate is different.
According to this configuration, for example, if the light shielding plates that shield the light from the outside are likely to interfere with each other, the rotation range is narrow, and if the rotation range of the light shielding plate that shields the light near the optical axis is set wide, The light can be blocked more quickly, and the minimum value of the light transmittance can be further reduced.
[0020]
As another specific form of the above configuration, a plurality of rotating shafts may be arranged on the same plane perpendicular to the optical axis.
According to this configuration, since the respective rotation axes are arranged on the same plane perpendicular to the optical axis, the space in the optical axis direction necessary for arranging the light shielding plate can be minimized.
[0021]
As another specific form of the above configuration, the rotation shaft may be arranged with a position shifted in the optical axis direction.
According to this configuration, since the rotation shaft is displaced in the optical axis direction, the rotation range of the light shielding plate is also shifted in the optical axis direction. Therefore, the rotatable region of the light shielding plate is widened, and the concave portion can be closer to the optical axis. That is, the region through which light can be transmitted can be further reduced, and the minimum value of light transmittance can be further reduced.
[0022]
As another specific form of the above configuration, the light shielding plate may be deformable.
According to this configuration, when the light shielding plates are in contact with each other during the rotation operation, or when they are in contact with other components, the light shielding plate is bent and the rotation operation can be continued. That is, since the rotatable region of the light shielding plate can be further expanded, the light shielding region by the light shielding plate can be further expanded. Therefore, the light transmissive region can be further reduced, and the minimum value of the light transmittance can be further reduced.
[0023]
As a specific form of the light control unit, there can be exemplified a light shielding unit composed of a light shielding plate that can be moved parallel to the plate surface from the outside toward the optical axis.
According to this configuration, for example, by connecting a linear motor to the light shielding plate and moving the light shielding plate from the outside toward the optical axis in parallel to the plate surface, the light flux that passes through the installation location of the light shielding plate Can be easily adjusted with good responsiveness.
Further, since the light shielding plate moves parallel to the plate surface, the light shielding plate does not move greatly in the axial direction of the optical axis, and it is not necessary to secure a space for avoiding interference in the axial direction of the optical axis. It is well suited for use in miniaturizing a projection display device.
[0024]
As another specific form of the above-described configuration, it is configured from a light-shielding plate that can be moved parallel to the plate surface from the outside toward the optical axis, and each parallel movement distance of the plurality of light-shielding plates constituting the light-shielding plate The possible ranges may be different.
According to this configuration, for example, if the light shielding plates that shield the outside light are likely to interfere with each other, the movement range is narrow, and if the movement range of the light shielding plate that shields the light near the optical axis is set wide, The light can be shielded more quickly, and the minimum value of the light transmittance can be further reduced.
[0025]
As a specific configuration of the light shielding portion, a configuration in which the light shielding plate constituting the light shielding portion is disposed in the peripheral portion of the optical path when the light is not shielded, and the light shielding operation is performed from the peripheral portion when the light is shielded. .
According to this configuration, it is possible to shield the light component from the outside from the light beam emitted from the light source. Here, the outside light component is incident on the light valve, which is a light modulation means, at an angle away from the normal line and drops the contrast. The display contrast can be increased.
[0026]
As the driving means of the projection display device of the present invention, a control signal determining means for determining a control signal for controlling the dimming means based on a video signal per frame constituting a video, and a control signal based on the control signal. It is desirable to include a dimming control unit that controls the dimming unit and a video signal expansion unit that expands the video signal based on the control signal.
[0027]
According to this configuration, first, the control signal determining means determines the control signal for controlling the dimming means based on the video signal per frame constituting the video, and the dimming control means determines the control signal based on the control signal. By controlling the light control means, the light whose brightness changes according to the video is supplied to the light modulation means, while the video signal expansion means expands the video signal based on the control signal. With this operation, the dynamic range of the projection display device can be expanded, and a projection display device excellent in video expression power and adaptability to the usage environment can be realized.
[0028]
The driving method of the projection display device of the present invention is the driving method of the projection display device of the present invention, wherein the control signal for controlling the light control means is based on the video signal per frame constituting the video. And adjusting the amount of light that illuminates the light modulation means by controlling the dimming means based on the control signal and expanding the video signal based on the control signal. A video is generated by supplying a video signal to the light modulation means.
[0029]
According to this configuration, the dynamic range of the projection display device can be expanded, and an image with high image expression can be obtained.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a
In FIG. 1,
[0031]
As shown in FIG. 1, the
[0032]
The
Further, a
[0033]
2A and 2B are a partially enlarged view and a cross-sectional view taken along the line A-A of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
[0034]
The liquid
The cross dichroic prism 39 has four right angle prisms bonded together, and a dielectric multilayer film reflecting red light and a dielectric multilayer film reflecting blue light are formed in a cross shape on the inner surface thereof.
[0035]
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, the white light emitted from the
[0036]
Red light L that has passed through the
[0037]
The three color lights are respectively incident on the corresponding liquid
[0038]
Next, the operation in the
When the light attenuation rate is 0%, the
[0039]
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the incident angle of incident light incident on each liquid crystal
Of the light beams irradiated to the incident surfaces of the liquid
Since the
[0040]
FIG. 4 is a contrast distribution diagram with respect to the incident angle of the incident light to the liquid crystal light valve, and FIG. 5 is a relationship diagram between the incident angle of the incident light to the liquid crystal light valve and the contrast.
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the liquid
For example, FIG. 4 shows that the polarization axis on the incident side is 90 deg. To 270 deg. Direction, the exit-side polarization axis is 0 deg. To 180 deg. It is a contrast distribution figure of a liquid crystal light valve when arranged in a direction. The contrast distribution slightly deviates depending on the direction of inclination of the incident angle, but the contrast is high near the incident angle of approximately 0 °, and the contrast decreases as the distance from the angle is 0 °.
[0041]
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the light reduction amount and the contrast.
As described above, as shown in FIG. 3, the luminous flux that is shielded by the
[0042]
Next, a driving method of the projection type liquid
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the drive circuit of the projection type liquid
[0043]
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the video signal input as an analog signal is input to the DSP (1) 122 (control signal determining means) which is the first digital signal processing circuit via the AD converter 121. The In the DSP (1) 122, the brightness control signal is determined from the video signal. The DSP (2) 123 (dimming control means) controls the dimming
[0044]
On the other hand, the brightness control signal determined by the DSP (1) 122 is also input to the DSP (3) 126 (video signal expansion means) together with the video signal. The DSP (3) 126 expands the video signal to an appropriate gradation range based on the brightness control signal. The video signal after the expansion processing is converted again to an analog signal by the
[0045]
Here, regarding the control method of the illuminating
[1] Display video adaptive control
First, consider a case where display image adaptive control, that is, brightness control adapted to a display image in which the light amount increases in a bright video scene and the light amount decreases in a dark scene. In this case, as described above, the brightness control signal is determined based on the video signal by the DSP (1) 122. For example, the following three methods are conceivable.
[0046]
(A) A method in which the brightness control signal is the number of gradations having the maximum brightness among the pixel data included in the frame of interest.
For example, a video signal including the number of gradations of 256 steps from 0 to 255 is assumed. When attention is paid to an arbitrary frame constituting a continuous video, it is assumed that the appearance number distribution (histogram) for each gradation number of pixel data included in the frame is as shown in FIG. In this case, since the brightest number of gradations included in the histogram is 190, this number of
[0047]
(B) From the appearance number distribution (histogram) for each number of gradations included in the frame of interest, the number of gradations that have a certain ratio (for example, 10%) with respect to the number of appearances from the maximum brightness. A method of using a control signal.
For example, when the appearance number distribution of the video signal is as shown in FIG. 9, a region of 10% is taken from the brighter side than the histogram. If the number of gradations corresponding to 10% is 230, the number of
[0048]
(C) A method in which the screen is divided into a plurality of blocks, an average value of the number of gradations of the included pixels is obtained for each block, and the maximum one is used as the brightness control signal.
For example, as shown in FIG. 10, the screen is divided into m × n blocks, and each block A 11 , ..., A mn The average value of the brightness (number of gradations) for each is calculated, and the maximum value among them is used as the brightness control signal. The number of screen divisions is preferably about 6 to 200. In this method, the brightness can be controlled without deteriorating the atmosphere of the entire screen.
Regarding the methods (a) to (c), in addition to determining the brightness control signal for the entire display region, the method may be applied only to a specific portion such as a central portion of the display region. it can. In this case, it is possible to perform a control method in which the brightness is determined from the portion that is viewed by the viewer.
[0049]
Next, the DSP (2) 123 controls the dimming
[0050]
(A) A method of controlling in real time according to the output brightness control signal.
In this case, since the brightness control signal output from the DSP (1) 122 may be supplied to the
[0051]
(B) A method in which an LPF (low pass filter) is applied to the output brightness control signal and control is performed using the output.
For example, the change of the brightness control signal of 1 to 30 seconds or less is cut by the LPF, and the output is controlled by the output. According to this method, since the minute change in time is cut, it is possible to avoid the change in brightness in the short cycle as described above.
[0052]
(C) A method for detecting a switching edge of a brightness control signal.
The dimming element 125 is controlled only when the brightness control signal changes by a predetermined magnitude or more (for example, 60 gradations or more). According to this method, it is possible to perform control according to only scene switching.
[0053]
In this way, for example, when the number of
[0054]
On the other hand, the DSP (3) 126 expands the video signal to an appropriate gradation range based on the brightness control signal and the video signal determined by the DSP (1) 122. For example, when expanding to the maximum gradation range, the maximum number of gradations that can be displayed is 255 in the above example. Therefore, when the brightness control signal is the
[0055]
[2] Control by projection magnification
Control is performed in accordance with zooming of the
[0056]
[3] External control
The user can control the light control element 125 according to his / her preference. For example, the light control element 125 is controlled so that the light amount is small in a dark viewing environment and the light amount is large in a bright viewing environment. In this case, a configuration in which the user adjusts by using a controller or directly operating the dimming element may be used, or a configuration in which a brightness sensor or the like is provided and automatically controlled may be used. However, in order to control these [2] and [3], circuits such as DSP (1) 122 to DSP (3) 126 in FIG. 7 are unnecessary, but other circuit configurations are necessary. Become.
[0057]
According to the above configuration, the
[0058]
Since the
For example, if the
[0059]
The
[0060]
In addition, since a gap corresponding to the focal length of the
[0061]
First, in the DSP (1) 122, a control signal for controlling the
[0062]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projection display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but is different from the first embodiment only in the shape of the light shielding portion. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the light shielding portion will be described with reference to FIG. 11, and description of other portions will be omitted.
FIGS. 11A and 11B are a partially enlarged view and a BB cross-sectional view of the light-shielding
As shown in FIG. 11, the
The
[0063]
Next, the operation of the
When the light reduction rate is 0%, the
When the
[0064]
According to said structure, the light beam which injects into the said lens is interrupted | blocked from the outer side of the said lens about each of the several lens which comprises the 2nd lens array. Therefore, the light beams emitted from the lens to the liquid
[0065]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projection display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but is different from the first embodiment only in the shape of the light shielding portion. That is, the shape of the combination of the shape in which the concave portion is formed at the edge of the light shielding portion (first embodiment) and the shape in which the triangular plate is provided at the edge of the light shielding portion (second embodiment) It has become.
Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the light shielding portion will be described with reference to FIG. 12, and description of other portions will be omitted.
[0066]
FIGS. 12A and 12B are a partially enlarged view and a DD cross-sectional view of the light-shielding
As shown in FIG. 11, the
[0067]
Next, the effect | action in the light-shielding
As shown in FIGS. 12B and 12C, the
Since the
[0068]
According to the above configuration, the
[0069]
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projection display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the light shielding portion is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the light shielding portion will be described with reference to FIG. 13, and description of other portions will be omitted.
As shown in FIG. 13, the light-shielding
[0070]
Next, the operation of the
As shown in FIG. 13A, the
When the
[0071]
According to the above configuration, since the
[0072]
In addition to the above-described embodiment, the
According to this configuration, for example, if the light shielding plates that shield the outside light are likely to interfere with each other, the movement range is narrow, and if the movement range of the light shielding plate that shields the light near the optical axis is set wide, The light can be shielded more quickly, and the minimum value of the light transmittance can be further reduced.
[0073]
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the projection display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the light shielding portion is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the light shielding portion will be described with reference to FIGS. 14 and 15, and description of other portions will be omitted.
FIG. 14 is a plan view showing the shape of the light shielding plate of the present embodiment, FIG. 15 is a partially enlarged view of the
As shown in FIG. 15, the pair of
As shown in FIG. 14, the
[0074]
Next, the operation of the
When the light attenuation rate is 0%, the
Further, when viewed from the
[0075]
According to the above configuration, the pair of light shielding plates, the
[0076]
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
The basic configuration of the projection display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the light shielding portion is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the light shielding portion will be described with reference to FIGS. 16 and 17, and description of other portions will be omitted.
FIG. 16 is a plan view showing the shape of the light shielding plate of the present embodiment, FIG. 17 is a partially enlarged view and a GG cross-sectional view of the
As shown in FIG. 17, the pair of
As shown in FIG. 16, the
[0077]
Next, the operation of the
When the light attenuation rate is 0%, the
Further, when viewed from the
[0078]
According to the above configuration, since the concave portion is not formed in the
[0079]
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projection display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the light shielding portion is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the light shielding portion will be described with reference to FIG. 18, and description of other portions will be omitted.
18A and 18B are a partially enlarged view and a HH cross-sectional view of the light-shielding
As shown in FIG. 18, the pair of
[0080]
Next, the operation of the
When the light attenuation rate is 0%, the
Further, when viewed from the
[0081]
According to the above configuration, since the pair of
[0082]
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projection display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the light shielding portion is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, only the periphery of the light shielding portion will be described with reference to FIG. 19, and description of other portions will be omitted.
FIGS. 19A and 19B are a partially enlarged view and a JJ cross-sectional view of the
As shown in FIG. 19, the pair of
Instead of providing the
[0083]
Next, the operation of the
When the light reduction rate is 0%, the
Further, when viewed from the
[0084]
According to said structure, when the
[0085]
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a projection display device according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a partially enlarged view and a cross-sectional view taken along line AA showing a light-shielding portion of the projection display device, respectively. FIGS.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the incident angle to the liquid crystal light valve of the projection display device and the amount of irradiation light.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an incident angle of a liquid crystal light valve of the projection display device and contrast.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the incident light distribution angle and the contrast of the liquid crystal light valve of the projection display device.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the light reduction amount and contrast of the projection display device.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a drive circuit of the projection display device.
FIG. 8 is a diagram for explaining a first method for determining a brightness control signal from a video signal in the projection display device.
FIG. 9 is a diagram for explaining the second method.
FIG. 10 is a diagram for explaining the third method.
FIGS. 11A and 11B are a partially enlarged view and a cross-sectional view taken along line BB showing a light-shielding portion according to a second embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 12A and 12B are a partially enlarged view and a DD sectional view showing a light-shielding portion according to a third embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 13A and 13B are a partially enlarged view and a cross-sectional view taken along line E-E showing a light-shielding portion according to a fourth embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 14 is a plan view showing a light shielding plate of a light shielding part according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a partially enlarged view and a cross-sectional view taken along the line F-F showing the light shielding unit.
FIG. 16 is a plan view showing a light shielding plate of a light shielding part according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a partially enlarged view and a GG cross-sectional view showing the light shielding portion, respectively.
FIGS. 18A and 18B are a partially enlarged view and a HH sectional view showing a light-shielding portion according to a seventh embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 19A and 19B are a partially enlarged view and a JJ sectional view showing a light-shielding portion according to an eighth embodiment of the present invention. FIGS.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記光変調手段が液晶ライトバルブからなり、
前記光源から入射される光束の輝度分布を均一化する均一照明手段と、
前記光源と前記光変調手段との間に配置され、前記光変調手段に入射する光束のうち、前記光変調手段の垂直方向から外れた角度から入射する光束から順に遮光することにより前記光源からの光量を調節する調光手段と、を備えることを特徴とする投射型表示装置。A projection type display device comprising: a light source; a light modulating unit that modulates light from the light source; and a projecting unit that projects light modulated by the light modulating unit,
The light modulation means comprises a liquid crystal light valve,
Uniform illumination means for uniformizing the luminance distribution of the light beam incident from the light source;
Among the light beams that are arranged between the light source and the light modulation means and are incident on the light modulation means, the light from the light source is shielded in order from the light beams incident from an angle deviated from the vertical direction of the light modulation means. A projection-type display device comprising: a dimming unit that adjusts the amount of light.
前記遮光部が前記光軸に向かって外側から移動するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の投射型表示装置。The light control means is a light shielding part including a light shielding plate for shielding a light beam,
The projection display device according to claim 1, wherein the light shielding unit is configured to move from the outside toward the optical axis.
前記遮光板の遮光動作時に、前記凸部が前記レンズアレイを構成する複数のレンズの境界に沿って移動するように構成されていることを特徴とする７または８に記載の投射型表示装置。A plurality of convex portions are formed on the edge of the light shielding plate,
The projection display device according to 7 or 8, wherein the projection is configured to move along boundaries of a plurality of lenses constituting the lens array during a light shielding operation of the light shielding plate.
前記遮光板が、前記回動軸を中心として回動可能に構成されるとともに、前記遮光板の回動角度により前記光量が調節可能とされたことを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の投射型表示装置。The light-shielding portion includes a rotation shaft extending in a direction parallel to the surface of the light-shielding plate;
11. The light shielding plate according to claim 7, wherein the light shielding plate is configured to be rotatable about the rotation axis, and the light amount can be adjusted by a rotation angle of the light shielding plate. The projection type display device described in 1.
前記遮光板が、前記回動軸を中心として回動可能に構成されるとともに、前記遮光板を構成する複数の前記遮光板のそれぞれの回動可能範囲が異なり、
前記各遮光板の回動角度により前記光量が調節可能とされたことを特徴とする請求項１０記載の投射型表示装置。The light-shielding portion includes a rotation shaft extending in a direction parallel to the surface of the light-shielding plate;
The light shielding plate is configured to be rotatable about the rotation axis, and each rotatable range of the plurality of light shielding plates constituting the light shielding plate is different.
The projection display device according to claim 10, wherein the light amount can be adjusted by a rotation angle of each light shielding plate.
前記遮光板の移動量により前記光量が調節可能とされたことを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の投射型表示装置。The light shielding plate is configured to be movable parallel to the plate surface of the light shielding plate from the outside toward the optical axis,
The projection display device according to claim 7, wherein the light amount can be adjusted by a movement amount of the light shielding plate.
前記遮光板の移動量により前記光量が調節可能とされたことを特徴とする請求項１０記載の投射型表示装置。The light shielding plate is configured to be movable in parallel with the plate surface of the light shielding plate from the outside toward the optical axis, and each of the plurality of light shielding plates constituting the light shielding plate has different parallel movable ranges. ,
The projection display device according to claim 10, wherein the light amount can be adjusted by a movement amount of the light shielding plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003181154A JP4158618B2 (en) | 2003-05-15 | 2003-06-25 | Projection type display device and driving method of projection type display device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003137172 | 2003-05-15 | ||
| JP2003181154A JP4158618B2 (en) | 2003-05-15 | 2003-06-25 | Projection type display device and driving method of projection type display device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005031103A true JP2005031103A (en) | 2005-02-03 |
| JP2005031103A5 JP2005031103A5 (en) | 2005-10-27 |
| JP4158618B2 JP4158618B2 (en) | 2008-10-01 |
Family
ID=34219839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003181154A Expired - Fee Related JP4158618B2 (en) | 2003-05-15 | 2003-06-25 | Projection type display device and driving method of projection type display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4158618B2 (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006251460A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Canon Inc | Optical system and image projection apparatus |
| JP2007286391A (en) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Illuminating device, illuminating method and projection type display apparatus using illuminating device |
| EP1890189A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-02-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display apparatus |
| JP2008096629A (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Chinontec Kk | Diaphragm blade, diaphragm device and projection type display device |
| CN100445802C (en) * | 2005-08-09 | 2008-12-24 | 株式会社日立制作所 | Projection type image display apparatus |
| JP2009015295A (en) * | 2007-06-05 | 2009-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | Projection display device |
| EP2071834A2 (en) * | 2007-06-05 | 2009-06-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display |
| EP2157788A1 (en) | 2008-08-20 | 2010-02-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display apparatus |
| JP2010066344A (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Nikon Corp | Shield cover for microscope illumination light |
| US7798653B2 (en) | 2005-08-09 | 2010-09-21 | Hitachi Ltd. | Projection display and optical aperture unit |
| JP2010217651A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Seiko Epson Corp | Light control device and lighting device for projector using the same |
| WO2011021268A1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | Projection display device |
| JP2011118322A (en) * | 2009-10-27 | 2011-06-16 | Seiko Epson Corp | Projector |
| US7993017B2 (en) | 2007-06-08 | 2011-08-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display apparatus |
| US8192031B2 (en) | 2008-09-25 | 2012-06-05 | Hitachi, Ltd. | Projection type display apparatus for displaying an image |
| CN103257515A (en) * | 2012-02-20 | 2013-08-21 | 精工爱普生株式会社 | Light-adjusting unit and projector |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6047987B2 (en) | 2011-08-18 | 2016-12-21 | セイコーエプソン株式会社 | Projection type display device and control method thereof |
-
2003
- 2003-06-25 JP JP2003181154A patent/JP4158618B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006251460A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Canon Inc | Optical system and image projection apparatus |
| US7753535B2 (en) | 2005-08-09 | 2010-07-13 | Hitachi Ltd. | Projection type image display apparatus |
| US10048575B2 (en) | 2005-08-09 | 2018-08-14 | Maxell, Ltd. | Projection type image display apparatus with light masking |
| US8727542B2 (en) | 2005-08-09 | 2014-05-20 | Hitachi Consumer Electronics Co., Ltd. | Projection type image display apparatus with light masking |
| CN100445802C (en) * | 2005-08-09 | 2008-12-24 | 株式会社日立制作所 | Projection type image display apparatus |
| CN101387818B (en) * | 2005-08-09 | 2011-12-07 | 株式会社日立制作所 | Projection type image display apparatus |
| US8142025B2 (en) | 2005-08-09 | 2012-03-27 | Hitachi Ltd. | Projection type image display apparatus |
| US7798653B2 (en) | 2005-08-09 | 2010-09-21 | Hitachi Ltd. | Projection display and optical aperture unit |
| US8425054B2 (en) | 2005-08-09 | 2013-04-23 | Hitachi, Ltd. | Projection type image display apparatus |
| US8020998B2 (en) | 2005-08-09 | 2011-09-20 | Hitachi Ltd. | Projection type image display apparatus |
| US9715167B2 (en) | 2005-08-09 | 2017-07-25 | Hitachi Maxell, Ltd. | Projection type image display apparatus with light masking |
| US9383634B2 (en) | 2005-08-09 | 2016-07-05 | Hitachi Maxell, Ltd. | Projection type image display apparatus with light masking unit having two light-masking plates to adjust light masking amount |
| JP2007286391A (en) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Illuminating device, illuminating method and projection type display apparatus using illuminating device |
| US7661829B2 (en) | 2006-08-18 | 2010-02-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display apparatus |
| EP1890189A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-02-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display apparatus |
| JP2008096629A (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Chinontec Kk | Diaphragm blade, diaphragm device and projection type display device |
| EP2071834A2 (en) * | 2007-06-05 | 2009-06-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display |
| JP2012226361A (en) * | 2007-06-05 | 2012-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | Projection display device |
| EP2073537A3 (en) * | 2007-06-05 | 2011-07-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display |
| EP2071834A3 (en) * | 2007-06-05 | 2011-07-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display |
| US8684542B2 (en) | 2007-06-05 | 2014-04-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display having improved light shielding bodies for adjusting the amount of light applied to a light valve therein |
| EP2073537A2 (en) * | 2007-06-05 | 2009-06-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display |
| US8052285B2 (en) | 2007-06-05 | 2011-11-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display having improved light shielding bodies for adjusting the amount of light applied to a light valve therein |
| JP2009015295A (en) * | 2007-06-05 | 2009-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | Projection display device |
| JP2012194578A (en) * | 2007-06-05 | 2012-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | Projection type display device |
| US7993017B2 (en) | 2007-06-08 | 2011-08-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display apparatus |
| CN101655655B (en) * | 2008-08-20 | 2011-02-02 | 三菱电机株式会社 | Projection display apparatus |
| KR101121673B1 (en) * | 2008-08-20 | 2012-02-28 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Projection display apparatus |
| US8162488B2 (en) | 2008-08-20 | 2012-04-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display apparatus |
| EP2157788A1 (en) | 2008-08-20 | 2010-02-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Projection display apparatus |
| JP2010048926A (en) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | Projection type display apparatus |
| JP2010066344A (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Nikon Corp | Shield cover for microscope illumination light |
| US9304380B2 (en) | 2008-09-25 | 2016-04-05 | Hitachi Maxell, Ltd. | Projection type display apparatus for displaying an image |
| US8783877B2 (en) | 2008-09-25 | 2014-07-22 | Hitachi Consumer Electronics Co., Ltd. | Projection type display apparatus for displaying an image |
| US20140333903A1 (en) * | 2008-09-25 | 2014-11-13 | Hitachi Consumer Electronics Co., Ltd. | Projection type display apparatus for displaying an image |
| US8192031B2 (en) | 2008-09-25 | 2012-06-05 | Hitachi, Ltd. | Projection type display apparatus for displaying an image |
| US20120212708A1 (en) * | 2008-09-25 | 2012-08-23 | Nobuyuki Kimura | Projection type display apparatus for displaying an image |
| JP2010217651A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Seiko Epson Corp | Light control device and lighting device for projector using the same |
| US20120147336A1 (en) * | 2009-08-18 | 2012-06-14 | Shinichiro Chikahisa | Projection-type display apparatus |
| WO2011021268A1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | Projection display device |
| US8801195B2 (en) | 2009-10-27 | 2014-08-12 | Seiko Epson Corporation | Projector having a light shield unit with a countoured leading edge |
| JP2011118322A (en) * | 2009-10-27 | 2011-06-16 | Seiko Epson Corp | Projector |
| CN103257515A (en) * | 2012-02-20 | 2013-08-21 | 精工爱普生株式会社 | Light-adjusting unit and projector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4158618B2 (en) | 2008-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3900156B2 (en) | Illumination apparatus, projection display apparatus, and driving method thereof | |
| JP4158618B2 (en) | Projection type display device and driving method of projection type display device | |
| JP4776785B2 (en) | Projection display | |
| JP4378865B2 (en) | Projector device and image quality improvement mechanism | |
| JP5477185B2 (en) | Multi-projection system, projector, and image projection control method | |
| JP2004139020A (en) | Image display device and projector | |
| US7168811B2 (en) | Display device and projector | |
| TW201310158A (en) | Projection type display device and control method thereof | |
| JP4061898B2 (en) | Illumination apparatus, projector, and driving method thereof | |
| JP4165312B2 (en) | Illumination device, projection display device | |
| JP2002139792A (en) | Image display device | |
| JP4155113B2 (en) | Illumination device, projection display device, and driving method thereof | |
| JP2005017501A (en) | Lighting system, projection type display and the method of driving the same | |
| JP3972708B2 (en) | Illumination apparatus, projection display apparatus, and driving method thereof | |
| JP4165309B2 (en) | Illumination device, projection display device | |
| JP2006064825A (en) | Image display device and driving method thereof | |
| JP4759936B2 (en) | Display device and projector | |
| KR100849433B1 (en) | Illuminator and projection display and its driving method | |
| JP4138846B2 (en) | Illumination apparatus, projector, and driving method thereof | |
| JP4574132B2 (en) | Illumination device and color image display device using the same | |
| JP2009210765A (en) | Projector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050824 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050824 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050825 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080402 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080415 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080613 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080624 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080707 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4158618 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130725 Year of fee payment: 5 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |